KR20090040033A - 자기기록소자의 정보판독방법 - Google Patents

자기기록소자의 정보판독방법 Download PDF

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Abstract

자기기록소자의 정보판독방법이 개시된다. 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법은 자기소용돌이가 형성된 자기자유층을 구비하는 자기기록소자를 준비하고 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"을 할당한다. 그리고 자기소용돌이가 형성된 자기자유층에 시간의 변화에 따라 방향이 변하는 전류 또는 자기장을 인가하여, 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시킨다. 그리고 인가된 전류 또는 자기장에 의해 회전되는 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경은 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 달라지고, 이 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 의해 발생되는 특성을 측정함으로써, 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독한다. 본 발명에 의하면, 시간에 따라 방향이 변하는 전류 또는 자기장을 자기기록소자에 인가하여, 자기기록소자의 자기자유층에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 선택적으로 자기소용돌이 중심의 회전 반경을 크게 증가시킬 수 있게 되어, 적은 전력으로 명확하게 정보를 판독할 수 있다.
자기 소용돌이, 원편광 자기장, 원편광 전류, 유도 전압, 고유진동수, TMR

Description

자기기록소자의 정보판독방법{Method for read-out of information in magnetic recording element}
본 발명은 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(nonvolatile random access memory)에 사용 가능한 자기기록소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수 마이크로미터 크기 이하의 자기막에 존재하는 자기소용돌이(magnetic vortex)를 이용한 자기기록소자의 정보판독방법에 관한 것이다.
최근 정보통신 산업의 눈부신 발전으로 인하여 각종 기억소자의 수요가 증가하고 있다. 특히 휴대용 단말기, MP3 플레이어 등에 필요한 기억소자는 전원이 꺼지더라도 기록된 데이터가 지워지지 않는 비휘발성(nonvolatile)이 요구되고 있다. 이러한 비휘발성 기억소자는 전기적으로 데이터의 저장과 소거가 가능하고 전원이 공급되지 않아도 데이터의 보존이 가능하기 때문에, 다양한 분야에서 그 응용이 증가하고 있다. 그러나 종래에 반도체를 이용하여 구성된 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(dynamic RAM, DRAM)는 전원이 공급되지 않는 상황에서는 저장된 정보를 모두 잃어버리는 휘발성(volatile)의 특징을 가지므로 이를 대체할 비휘발성 기억소자의 연구가 수행되고 있다.
이러한 비휘발성 기억소자 중, 상전이 현상을 이용하는 상전이 랜덤 액세스 메모리(phase RAM, PRAM), 자기저항 변화현상을 이용하는 자기 랜덤 액세스 메모리(magnetic RAM, MRAM), 강유전체의 자발분극현상을 이용한 강유전체 랜덤 액세스 메모리(ferroelectric RAM, FRAM)과 더불어 금속 산화물 박막의 저항 스위칭(resistance switching) 또는 전도도 스위칭(conductivity switching) 현상을 이용하는 저항변화기록소자(resistance RAM, ReRAM) 등이 주요 연구의 대상이다. 특히, MRAM은 다른 비휘발성 기억 소자에 비하여 속도가 빠르고 반복사용에 따른 내구성이 우수하여 최근에 많은 주목을 받고 있다.
MRAM은 정보판독방법에 따라 거대 자기저항(giant magneto resistance, GMR) 효과를 이용하는 것과 터널링 자기저항(tunneling magnetro resistance, 터널링 자기저항) 효과를 이용하는 것으로 구분된다. 거대 자기저항 효과를 이용하는 MRAM은 자기저항값이 10% 정도에 불과하고, 속도가 느리고 작업이 복잡한 단점이 있다. 또한, 인근 자기기록소자에 인가되는 자기장의 영향을 받을 가능성이 있어 자기기록소자 사이의 간격을 일정거리 이상 유지하여야 하므로 고집적에 어려움이 있다.
터널링 자기저항 효과를 이용하는 MRAM의 경우는 MTJ(magnetic tunnel junction)를 기본 구조로 이용한다. MTJ의 구조는 기판 상에 판독전극, 반강자성층, 강자성체로 형성된 자기고정층, 절연막, 강자성체로 형성된 자기자유층, 구동전극 등이 순차적으로 적층되는 구조를 지닌다. MTJ 구조를 이용한 MRAM의 경우도 거대 자기저항 효과를 이용하는 MRAM의 경우와 같이 자기자유층과 자기고정층의 상대적인 자화 방향에 따른 자기저항의 차이로 정보를 저장한다. 터널링 자기저항 효 과를 이용하는 MRAM의 경우는 거대자기저항 효과를 이용하는 MRAM의 경우와 달리 자기저항값이 20% 이상이기 때문에 자료 재생 속도가 빠르고 집적도가 높다는 장점이 있다.
터널링 자기저항 효과를 이용하는 MRAM의 경우에는 절연막의 두께에 따라서 각 자기기록소자의 저항이 크게 변화한다. 따라서 현재에는 인접한 비교 자기기록소자와의 저항 차이를 이용하여 정보를 저장한다. 그러나 저장 자기기록소자와 비교 자기기록소자의 절연막의 두께가 0.2Å 이상 차이가 나면 자기기록소자에 저장된 정보를 파악하기 어렵다. 따라서 생산공정 시에 수 인치 반경의 웨이퍼에 균일한 두께의 절연막을 형성해야 하는 기술적인 문제점이 있다.
또한, 자기기록소자의 크기가 작아지는 경우 자기자유층과 자기고정층의 거리가 가까워지고, 이에 따라 자기고정층을 이루는 강자성체의 자장에 의해서 자기자유층을 이루는 강자성체가 영향을 받는다. 이러한 자기고정층에 의한 자장, 즉 스트레이 필드(stray field)는 자기저항을 낮아지게 하거나 자기자유층의 항자력을 증가시키는 등 나쁜 영향을 줄 수 있다. 특히 MTJ 구조는 터널링 자기저항 효과를 이용하므로 절연막의 두께가 거대 자기저항 효과를 이용하는 MRAM의 전도막의 두께보다 얇다. 따라서 자기고정층과 자기자유층의 거리가 보다 가까워지고, 자기고정층에 의해서 자기자유층의 자화가 영향을 많이 받는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 실제 MRAM으로 이용이 가능하도록 전력소모가 적고, 간편하며, 수 나노초(ns) 이하의 시간으로 스위칭이 가능하고, 평방 인치당 수 기가바이트 이상의 고집적이 가능한 자기소용돌이를 이용한 자기기록소자의 정보판독방법 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법은 자기소용돌이가 형성된 자기자유층을 구비하는 자기기록소자를 준비하는 단계; 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"을 할당하는 단계; 상기 자기소용돌이가 형성된 자기자유층에 시간의 변화에 따라 방향이 변하는 전류 또는 자기장을 인가하여, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계; 및 상기 인가된 전류 또는 자기장에 의해 회전되는 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경은 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 달라지고, 이 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 의해 발생되는 특성을 측정함으로써, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계;를 갖는다.
본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 의하면, 시간에 따라 방향이 변하는 전류 또는 자기장을 자기기록소자에 인가하여, 자기기록소자의 자기자유층에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 선택적으로 자기소용돌이 중심의 회전 반경을 크게 증가시킬 수 있게 되어, 적은 전력으로 명확하게 정보를 판독할 수 있다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 이용되는 자기기록소자의 바람직한 일 실시예의 개략적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 제1실시예의 자기기록소자(100)는 판독전극(110), 자기고정층(120), 절연막(130), 자기자유층(140) 및 구동전극(150a, 150b, 151a, 151b)을 구비한다.
판독전극(110)은 한쪽으로 길게 뻗은 판 형상으로 형성되어 자기기록소자(100)에 저장되어 있는 정보를 판독할 때 이용된다. 판독전극(110)은 티타늄과 금의 이중층(bilayer)으로 형성된다.
자기고정층(120)은 판독전극(110) 상에 원판의 형상으로 형성된다. 그리고 자기고정층(120)은 강자성 물질인 퍼멀로이라고 불리는 철-니켈 합금으로 형성된 다. 자기고정층(120)은 자기기록소자의 정보를 판독할 때 기준이 되는 자화를 제공한다. 이를 위해서, 자기고정층(120)에는 자기소용돌이(magnetic vortex)가 형성될 수도 있고, 자기고정층(120)의 상면과 평행하게 자화상태가 배열된 단일 자구(magnetic single domain)가 형성될 수도 있다. 자기고정층(120)에 형성되는 자화상태는 자기고정층(120)의 형상에 의해 결정된다. 자기막의 형상에 따라 자기막에 형성된 자화상태의 변화를 도 2에 나타내었다.
도 2는 자기막의 구성물질이 퍼멀로이이고, 자기이방성상수(magnetic anisotropy, Ku)가 0이며, 자기막이 원판의 형상을 가지는 경우에 자기막의 두께와 직경에 따라 자기막에 형성된 자화상태의 변화를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 원판 형상의 자기막의 자화상태는 자기막의 직경과 두께에 의해 결정된다. 도 2의 영역 1에 해당하는 두께와 직경을 가지는 자기막에는 자기막의 상면과 평행하게 자화상태가 배열된 단일 자구가 형성된다. 그리고 도 2의 영역 3에 해당하는 두께와 직경을 가지는 자기막에는 자기막의 상면에 수직한 방향으로 자화상태가 배열된 단일 자구가 형성된다. 그리고 도 2의 영역 2에 해당하는 두께와 직경을 가지는 자기막에는 자기소용돌이가 형성된다.
따라서 자기고정층(120)에는 상술한 바와 같이 자기소용돌이나 자기고정층(120)의 상면과 평행하게 자화상태가 배열된 단일 자구가 형성되므로, 자기고정층(120)은 도 2의 영역 1 또는 영역 2에 해당하는 두께와 직경을 갖는다.
절연막(130)은 자기고정층(120) 상에 자기고정층(120)과 동일한 형상, 즉 원판의 형상으로 형성된다. 절연막(130)은 터널링 자기저항(tunneling magneto- resistance; TMR) 효과를 이용하여 자기기록소자(100)에 저장되어 있는 정보를 판독하기 위해 형성된다.. 그러므로 절연막(130)은 터널링 자기저항 효과가 큰 마그네슘 산화막(MgO)으로 형성한다.
자기자유층(140)은 절연막(130) 상에 절연막(130)과 동일한 형상, 즉 원판의 형상으로 형성된다. 자기자유층(140)은 자기고정층(120)과 마찬가지로 강자성 물질 퍼멀로이라 불리는 철-니켈 합금으로 형성된다. 그리고 자기자유층(140)은 자기소용돌이가 형성될 수 있도록 형성된다. 즉 도 2의 영역 2에 해당하는 두께와 직경을 갖도록 자기자유층(140)이 형성된다.
도 2의 영역 2에 해당하는 두께와 직경을 가져서 자기소용돌이가 형성되어 있는 자기자유층(140)의 자화 상태를 도 3a 및 도 3b에 개략적으로 나타내었다. 자기소용돌이(310)는 자기자유층(140)의 중앙부분에 자기자유층(140)의 상면에 수직한 방향의 자화 성분을 가지는 자기소용돌이 중심(magnetic vortex core)(320a, 320b)을 가진다. 그리고 자기소용돌이(310)는 자기소용돌이 중심(320a, 320b)의 주변에 자기자유층(140)의 상면과 평행한 방향의 회전하는 자화 성분인 수평자화(330)를 가진다. 이때 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향은 도 3a에 도시된 바와 같이 자기자유층(140)의 상면 위쪽 방향으로 형성(320a)되거나 도 3b에 도시된 바와 같이 자기자유층(140)의 상면 아래쪽 방향으로 형성(320b)된다. 자기소용돌이 중심의 주변에 형성되어 있는 수평자화(330)는 자기소용돌이 중심(320a, 320b)을 중심으로 하여 동심원의 형태를 이룬다.
이와 같이 자기소용돌이(310)가 형성되도록 두께와 직경을 조절하여 자기자 유층(140)이 형성되면, 자기자유층(140)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 정보를 저장할 수 있다. 즉, 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 자기자유층(140)의 상면에서 위쪽으로 형성된 것(320a)을 "1", 자기자유층(140)의 아래쪽으로 형성된 것(320b)을 "0"이라고 정의하여 정보를 저장할 수 있다.
구동전극(150a, 150b, 151a, 151b)은 한쪽으로 길게 뻗은 평판의 형상으로 형성된다. 구동전극(150a, 150b, 151a, 151b) 역시 판독전극(110)과 마찬가지로 티타늄과 금의 이중층으로 형성될 수 있다. 구동전극(150a, 150b, 151a, 151b) 중 참조번호 150a 및 150b로 표시된 구동전극이 하나의 구동전극쌍을 이루고, 참조번호 151a 및 151b로 표시된 구동전극이 다른 하나의 구동전극쌍을 이룬다. 그리고 구동전극(150a, 150b, 151a, 151b)은 자기자유층(140)의 둘레방향을 따라 90°간격으로 형성되며, 구동전극(150a, 150b, 151a, 151b)과 자기자유층(140)은 오믹 콘택(ohmic contact)되도록 배치된다. 이로 인해 구동전극쌍(150, 1510)에 전압을 인가하면 자기자유층(140)에 전류가 흐르게 된다.
구동전극(150a, 150b, 151a, 151b)은 도 1에 도시된 것과 같이 자기자유층(140)의 둘레방향을 따라 90°의 간격으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 4개의 전극(150a, 150b, 151a, 151b)이 모두 다른 각도의 간격으로 자기자유층(140)의 둘레방향을 따라 형성될 수 있다. 그리고 자기자유층(140)과 오믹 콘택되도록 측면에 배치될 수도 있고, 자기자유층(140)과 오믹 콘택되도록 복수의 구동전극쌍이 형성될 수 있다. 그리고 3개 이상의 구동전극쌍이 자기자유층(140)과 오믹 콘택되도록 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 자기기록소자(100)는 자기고정층(120)과 자기자유층(140) 사이에 절연막(130)을 구비하여 자기기록소자(100)에 저장되어 있는 정보 판독시 터널링 자기저항 효과를 이용하는 것에 대해 도시하고 설명하였으나 이에 한정되는 것이 아니라, 자기기록소자(100)는 절연막 대신 전도막을 구비할 수 있다. 전도막 또한 자기고정층(120)과 자기자유층(140) 사이에 자기고정층(120)과 동일한 형상, 원판의 형상으로 형성된다. 전도막은 절연막과 마찬가지로 자기기록소자(100)에 저장되어 있는 정보 판독시 자기저항의 차이를 크게 하여 거대 자기저항의 효과를 이용하기 위한 것이다. 따라서 전도막은 거대 자기저항(giant magneto-resistance; GMR) 효과가 잘 나타나는 구리로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 자기기록소자의 바람직한 다른 실시예의 개략적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 제2실시예의 자기기록소자(400)는 판독전극(410), 자기고정층(420), 절연막(430), 자기자유층(440) 및 구동전극(450, 451)을 구비한다.
도 4의 자기기록소자(400)가 구비한 판독전극(410), 자기고정층(420), 절연막(430) 및 자기자유층(440)은 도 1에서 도시하고 설명한 자기기록소자(100)가 구비한 판독전극(110), 자기고정층(120), 절연막(130) 및 자기자유층(140)에 각각 대응된다. 도 4의 자기기록소자(400)의 경우도 자기자유층(440)에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향으로 정보를 저장한다.
구동전극(450, 451)은 자기자유층(440)의 상부 중앙부를 덮는 형태로 교차 배치되게 복수로 형성될 수 있다. 바람직하게는 2개의 구동전극(150b)이 90°의 각도로 교차되게 형성한다. 구동전극(450, 451) 역시 제1실시예의 구동전극(150a, 150b, 151a, 151b)과 티타늄과 금의 이중층으로 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 구동전극(450, 451)을 통해 전류를 인가하게 되면, 자기자유층(440)에 자기장이 인가된다.
도 4에는 구동전극(450, 451)이 자기자유층(440)의 상부 중앙부를 덮는 형태로 90°의 각도로 교차되게 형성되는 경우에 대해서 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 1개의 구동전극은 자기자유층(440)의 상부에 배치되고, 나머지 1개의 구동전극은 자기자유층(440)의 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 2개의 구동전극(450, 451)이 90°의 각도로 교차되지 않고, 90°의 각도가 이외의 소정의 각도로 교차되게 형성될 수도 있고, 자기자유층(440)의 상부 중앙부가 아닌 주변부를 덮는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 도 4에는 2개의 구동전극으로 이루어진 경우 대해 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 자기자유층(140)의 상부 및/또는 하부에 3개 이상의 구동전극이 교차되게 형성될 수 있다.
도 4의 자기기록소자(400)도 도 1의 자기기록소자(100)와 마찬가지로 터널링 자기저항 효과를 이용하기 위한 절연막(430) 대신에 거대 자기저항 효과를 이용하기 위한 전도막이 형성되도록 할 수 있다. 이때의 전도막은 도 1에서 설명한 전도막에 대응된다.
도 5는 본 발명에 따른 자기기록소자의 바람직한 또 다른 실시예의 개략적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 자기기록소자(500)는 자기자유층(540), 구동전극(550a, 550b, 551a, 551b) 및 판독도선(510)을 구비한다.
도 5의 자기기록소자(500)가 구비한 자기자유층(540) 및 구동전극(550a, 550b, 551a, 551b)은 도 1에서 도시하고 설명한 자기기록소자(100)가 구비한 자기자유층(140) 및 구동전극(150a, 150b, 151a, 151b)에 각각 대응된다. 도 5의 자기기록소자(500)의 경우도 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향으로 정보를 저장한다.
판독도선(510)은 한 방향으로 길게 뻗은 형상으로 자기자유층(540) 주변에 배치된다. 구동전극(550a, 550b, 551a, 551b)을 통해 자기자유층(540)에 소정의 전압이 인가되면 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이가 운동하게 된다. 자기소용돌이가 운동함에 따라 자기소용돌이에 의해 발생되는 자기장이 변화하게 되고 이러한 자기장의 변화에 의해 판독도선(510)에 유도전압이 발생하게 된다. 따라서 판독도선(510)에 전류가 흐르게 된다. 이때 판독도선(510)에 발생하는 유도전압은 자기기록소자(500)에 저장되어 있는 정보에 따라 그 크기 및 변화 정도가 다르게 되므로 판독도선(510)에 흐르는 전류를 측정함으로써 자기기록소자(500)에 저장되어 있는 정보를 알 수 있게 된다.
자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이의 운동에 의해 유도되는 유도전압의 차이를 크게 하기 위해, 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이가 판독도선(510)의 좌우로 움직일 수 있도록 판독도선(510)이 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 판독도선(510)의 너비는 자기자유층(540)의 직경보다 작게 할 수 있다. 판독도선(510)의 너비가 자기자유층(540)의 직경보다 더 크다면, 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이가 운동하더라도 전부 판독도선(510)의 범위 안에서 이루어지므로, 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이 회전 반경에 따른 유도전압의 차이가 크지 않기 때문이다.
그리고 판독도선(510)은 자기자유층(540)의 중심과 이격되게 배치되는 것이 바람직하다. 이는 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이의 회전 반경이 작은 경우에는 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이가 판독도선(510)의 한쪽편에서만 움직이도록 하기 위함이다. 이와 같이 하여 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이의 회전 반경에 따른 유도전압의 차이가 더욱 크게 할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도이다. 참고적으로, 후술하는 자기기록소자의 정보판독방법은 상술한 도 1 및 도 4에 도시된 자기기록소자(100, 400)를 이용해서 구현하는 것으로 설명하겠지만, 자기소용돌이가 형성된 자기자유층을 구비하는 자기기록소자이면 다른 자기기록소자를 이용해도 된다.
도 6을 참조하면, 우선 자기소용돌이가 형성된 자기자유층(140, 440)을 구비하는 자기기록소자(100, 400)를 준비한다(S2010). 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보기록방법은 자기자유층(140, 440)의 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"로 정보가 기록되므로, 도 3a 또는 도 3b에 도시된 바와 같은 자기소용돌이가 형성된 자기자유층(140, 440)을 구비하는 자기기록 소자(100, 400)를 준비해야 한다. 따라서 자기자유층(140, 440)은 도 2의 영역 2에 해당하는 두께와 직경을 갖도록 한다.
다음으로, 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"을 할당한다(S2020). 예컨대, 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 자기자유층(140, 440) 상면 아래쪽 방향인 경우는 "0", 상면 위쪽 방향인 경우는 "1"로 정의하여 할당할 수 있다.
다음으로, 시간의 변화에 따라 그 방향이 변화하는 전류 또는 자기장을 자기자유층(140, 440)에 인가하여 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심을 자기자유층 상에서 회전시킨다(S2030).
자기자유층(140, 440)과 자기고정층(120, 420) 모두 자기소용돌이가 형성된 경우 고정된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향의 상대적 차이에서 오는 자기저항 차이를 측정하고 이로써 자기기록소자에 기록된 정보를 판독할 수 있다. 그러나 자기소용돌이 중심이 자기자유층(140, 440)과 자기고정층(120, 420)에서 차지하는 면적은 수 %로 매우 작아서, 자기자유층(140, 440)과 자기고정층(120, 420)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향의 상대적 차이에서 나타나는 자기저항의 차이는 그 정도가 미미하다. 따라서 이를 측정하여 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향을 구분하는데 어려움이 있다.
자기자유층(140, 440)에 전류 또는 자기장을 인가하면 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심이 회전하게 된다. 그러나 방향의 변화가 없는 전류 또는 자기장, 예컨대 선편광 전류(linear polarized current) 또는 선편광 자기 장(linear polarized magnetic field)를 인가하면 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향과 상관없이 동일하게 회전한다. 따라서 방향의 변화가 없는 전류 또는 자기장을 인가하여서는 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향을 판별할 수 없기 때문에 자기기록소자(100, 400)에 저장된 정보를 판독할 수 없다.
그러나 시간의 변화에 따라 방향이 변하는 전류 또는 자기장을 인가하게 되면, 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 자기소용돌이 중심의 회전 반경이 달라지므로 이 회전 반경의 차이에서 오는 특성을 측정하여 자기기록소자(100, 400)에 저장된 정보를 판독할 수 있다.
따라서 본 실시예에서는 자기자유층(140, 440)에 시간의 변화에 따라 그 방향이 변하는 전류 또는 자기장을 인가하여 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 운동을 유발시킨다. 그리고 이 자기소용돌이 중심의 운동에 의해서 자기자유층(140, 440)과 자기고정층(120, 420) 사이에서 동적으로 생성되는 수평자화의 차이에 의한 자기저항을 측정하여 정보를 판독한다.
이때 인가되는 전류는 시간의 변화에 따라 방향이 연속적으로 변할 수 있다. 또한, 하나의 평면 상에서 방향이 연속적으로 변하는 전류가 인가될 수 있고, 이 평면은 자기자유층(140)의 상면과 평행한 평면일 수 있다. 또한, 시간의 변화에 따라 일정한 주기를 갖고 방향이 연속적으로 변하거나, 시간의 변화에 따라 방향은 연속적으로 변하나 그 크기는 항상 일정한 전류가 인가될 수 있다. 그리고 펄스 형태의 시간에 따라 방향이 변하는 전류를 인가할 수 있다. 바람직하게는 자기자유 층(140)의 형상이 타원형이나 직사각형 형태인 경우에는 자기자유층(140)의 상면과 평행한 평면을 따라 회전하는 타원편광 전류(eliptical polarized current)를 인가한다. 그리고 자기자유층(140)의 형상이 원형이나 정사각형 형태인 경우에는 자기자유층(140)의 상면과 평행한 평면을 따라 회전하는 원편광 전류(circularly polarized current)를 인가하는 것이 바람직하다.
타원편광 전류는 시간에 대한 전류 크기와 방향 궤적이 타원형인 형태인 전류를 의미하고, 원편광 전류는 타원편광 전류의 특수한 형태로서 시간에 대한 전류 크기와 방향 궤적이 원형인 전류로서, 크기는 시간의 변화에 관계 없이 동일한 전류이다. 타원편광 전류 또는 원편광 전류는 일정한 회전주기를 지니며, 이로부터 자기자유층(140)에 인가되는 타원편광 전류 또는 원편광 전류는 일정한 진동수(frequency)를 가진다.
타원편광 전류 또는 원편광 전류를 인가하는 과정을 도 7 및 도 8에 나타내었다.
도 7은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보기판독법에 있어서, 자기기록소자의 전극 구성에 대한 바람직한 일 실시예를 나타내는 도면이고, 그리고, 도 8는 도 7의 교류 전압원이 인가하는 전압의 바람직한 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8를 참조하면, 자기기록소자(100)의 자기자유층(140)에 전류를 인가하기 위해 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같은 전극 구성을 가진다. 즉 자기자유층(140)에 오믹 콘택된 4개의 전극(150a, 150b, 150c, 150d)을 자기자유층(140) 상면의 둘레 방향을 따라 90° 간격으로 배치한다. 그리고 4개의 전극(150a, 150b, 150c, 150d) 중에서 마주보는 2개의 전극, 즉 도 7의 참조번호 150a, 150b로 표시된 2개의 전극을 하나의 전극쌍으로, 그리고 도 7의 참조번호 151a, 151b로 표시된 2개의 전극을 또 하나의 전극쌍으로 하여, 각각의 전극쌍에 교류 전압원을 연결한다. 설명의 편의상 참조번호 도 7의 150a, 150b로 표시된 2개의 전극을 제1구동전극쌍, 도 7의 참조번호 151a, 151b로 표시된 2개의 전극을 제2구동전극쌍이라 칭한다.
제1구동전극(150a, 150b)쌍과 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 진동수가 동일하고, 소정의 위상 차이를 가지는 사인파형 또는 코사인파형의 전압을 인가하면, 자기자유층(140)에는 타원편광 전류가 흐르게 된다. 즉, 제1구동전극(150a, 150b)쌍과 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 진동수가 동일하고, 90°의 위상 차이를 가지며, 진폭이 서로 다른 사인파형 또는 코사인파형의 전압을 인가하거나, 제1구동전극(150a, 150b)쌍과 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 진동수와 진폭이 동일하고, 90°이외의 위상차를 가지는 사인파형 또는 코사인파형의 전압을 인가하면 자기자유층(140)에는 타원편광 전류가 흐르게 된다.
그리고, 제1구동전극(150a, 150b)쌍과 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 진동수와 진폭이 동일하고, 90°의 위상 차이를 가지는 사인파형 또는 코사인파형의 전압을 인가하면 자기자유층(140)에는 원편광 전류가 흐르게 된다. 이와 같이 자기자유층(140)에 원편광 전류를 인가하기 위한 일 예를 도 8에 나타내었다. 즉, 제1구동전극(150a, 150b)쌍에 도 8의 참조번호 1010으로 표시된 사인 파형의 교류 전압을 인가하고, 제2구동전극(150a, 150b)쌍에 도 8의 참조번호 1020으로 표시된 코사인 파형의 교류 전압을 인가한다. 도 8에 도시된 바와 같이 참조번호 1010으로 표시된 사인 파형의 교류 전압과 참조번호 1020으로 표시된 코사인 파형의 교류 전압은 진동수, 진폭이 동일하고 단지 위상만이 90°의 차이가 있다.
도 8에 나타낸 교류 전압을 제1구동전극(150a, 150b)쌍과 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 각각 인가하였을 때, 자기자유층(140)에 흐르는 전류의 시간에 따른 변화를 도 9a 내지 도 9c에 나타내었다.
도 9a는 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 +0.2V가 인가되고, 제1구동전극(150a, 150b)쌍에는 0V가 인가된 경우를 나타내는 도면이다. 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 +0.2V를 인가하기 위하여, 제2구동전극(151a, 151b)쌍 중 좌측 전극(151b)에 +0.1V, 우측 전극(151a)에 -0.1V를 인가하였다. 도 9a에 도시된 화살표의 길이는 그 부분에서의 전류의 크기를 나타내고 화살표의 방향은 그 부분에서의 전류의 방향을 나타낸다. 이때는 제1구동전극(150a, 150b)쌍을 통해서는 전압이 인가되지 않고 있으므로 자기자유층(140)을 흐르는 총 전류의 방향은 왼쪽에서 오른쪽으로 향하는 방향이고, 총 전류의 방향과 수직한 방향이 참조번호 1110으로 표시한 방향이고 이때를 0°라고 정의한다.
도 9b는 시간이 경과함에 따라, 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 +0.152V가 인가되고, 제1구동전극(150a, 150b)쌍에는 +0.1V가 인가된 경우를 나타내는 도면이다. 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 +0.152V를 인가하기 위하여 제2구동전극(151a, 151b)쌍 중 좌측 전극(151b)에 +0.086V, 우측 전극(151a)에 -0.086V를 인가하였고, 제1구동전극(150a, 150b)쌍에 +0.1V를 인가하기 위하여 제1구동전극(150a, 150b)쌍 중 상측 전극(150a)에 +0.05V, 하측 전극(150b)에 -0.05V를 인가하였다. 이때 자기자유층(140)을 흐르는 총 전류의 방향과 수직한 방향은 참조번호 1120으로 표시한 방향과 같이 되며, 도 9a에 비해 30°정도 시계 방향으로 진행된 것에 해당한다.
도 9c는 시간이 더욱 경과함에 따라, 제1구동전극(150a, 150b)쌍과 제2구동전극(151a, 151b)쌍 모두에 +0.142V가 인가된 경우를 나타내는 도면이다. 제1구동전극(150a, 150b)쌍에 +0.142V를 인가하기 위하여 제1구동전극(150a, 150b)쌍 중 상측 전극(150a)에 +0.071V, 하측 전극(150b)에 -0.071V를 인가하였고, 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 +0.142V를 인가하기 위하여 제2구동전극(151a, 151b)쌍 중 좌측 전극(151b)에 +0.071V, 우측 전극(151a)에 -0.071V를 인가하였다. 이때 자기자유층(140)을 흐르는 전류의 방향과 수직한 방향은 참조번호 1130으로 표시한 방향과 같으며, 도 9a에 비해 45°정도 시계방향으로 진행된 것에 해당한다.
시간이 계속 경과하면 전류의 방향은 시계 방향으로 회전하게 되고, 이때 전류의 크기는 변하지 않으므로, 원편광 전류가 발생하게 된다. 이때 원편광 전류의 진동수는 제1구동전극(150a, 150b)쌍과 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 인가되는 전압의 진동수와 같다. 이와 같이 자기자유층(140)의 상면과 평행한 평면을 일정한 진동수를 가지고 시계 방향으로 회전하는 원편광 전류를 우측 방향으로 원편광된(right circularly polarized, RCP) 전류라고 한다. 반대로 제1구동전극(150a, 150b)쌍에 코사인파형의 전압을 인가하고, 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 사인파형의 전압을 인가하게 되면 반시계 방향으로 회전하는 원편광 전류를 자기자유층(140)에 인가할 수 있다. 이와 같이 자기자유층(140)의 상면과 평행한 평면을 일 정한 진동수를 가지고 반시계 방향으로 회전하는 원편광 전류는 좌측 방향으로 원편광된(left circularly polarized, LCP) 전류라고 한다.
상기와 같은 방법으로 타원편광 전류 또는 원편광 전류를 인가하는 것이 가능하다. 그러나 이와 같이 계속적으로 전압을 인가하는 것이 아니라 펄스 형태의 전압을 인가할 수도 있다. 펄스 형태의 전압을 인가하기 위해 제1구동전극(150a, 150b)쌍과 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 예컨대, 가우시안 밀집도(Gaussian distribution)를 가지는 펄스 형태의 전압을 소정의 시간 차이를 두고 인가할 수 있다. 다만 이때 제1구동전극(150a, 150b)쌍과 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 인가되는 펄스 전압은 적어도 일정 시간 동안은 함께 인가되어야 한다. 함께 인가되는 시간이 없으면 시간에 따라 방향이 변하지 않는 전류가 인가되기 때문이다.
제1구동전극(150a, 150b)쌍과 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태의 전압을 인가하여 시간에 따라 방향이 변하는 전류를 자유자기층(140)에 인가하는 일 예를 도 10a 및 도 10b에 나타내었다.
도 10a는 제1구동전극(150a, 150b)쌍에 참조번호 4410a로 표시된 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태의 전압을 인가하고, 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 참조번호 4420a로 표시된 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태의 전압을 인가한 경우를 나타낸 도면이다. 이와 같이 전압을 인가하게 되면 도 10a의 우측에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 회전하는 형태의 전류가 자기자유층(140)에 인가된다. 그리고 도 10b는 제1구동전극(150a, 150b)쌍에 참조번호 4410b로 표시된 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태의 전압을 인가하고, 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 참조번호 4420b로 표시된 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태의 전압을 인가한 경우를 나타낸 도면이다. 이와 같이 전압을 인가하게 되면 도 10b의 우측에 도시된 바와 같이 시계방향으로 회전하는 형태의 전류가 자기자유층(140)에 인가된다.
이때 자기자유층(140)에 인가되는 시간에 대한 전류의 크기와 방향 궤적은 인가되는 두 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태의 전압이 동일한 형태의 가우시안 밀집도를 가질 때 원형에 가깝게 된다. 즉 두 가우시안 밀집도의 평균값과 반치폭(full width at half maximum, FWHM)이 동일할 때 자기자유층(140)에 인가되는 시간에 대한 전류의 크기와 방향 궤적이 원형에 가깝게 된다. 그리고 두 가우시안 밀집도의 형태를 가지는 펄스 형태의 전압이 반치폭의 1/2에 해당하는 시간을 두고 인가될 때에 자기지유층(140)에 인가되는 시간에 대한 전류의 크기와 방향 궤적이 원형에 가깝게 된다. 이러한 특성을 이용하여 자기자유층(140)의 형상에 맞게 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태의 전압을 인가할 수 있다. 예컨대, 자기자유층(140)이 원판의 형상으로 형성되는 경우에는 원형에 가까운 궤적을 갖는 전류가 자기자유층(140)에 인가되는 것이 바람직하므로 평균값과 반치폭이 동일한 두 가우시안 밀집도의 형태를 가지는 펄스 형태의 전압을 반치폭의 1/2에 해당하는 시간을 두고 인가한다.
그리고 제1구동전극(150a, 150b)쌍과 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 진동수가 동일하고 소정의 위상차를 가지는 사인 펄스나 코사인 펄스 형태의 전압을 인가할 수 있다. 이와 같이 전압을 인가하게 되면, 타원편광 전류 또는 원편광 전류를 소정의 시간 동안 인가하는 결과가 된다. 이러한 전압을 인가하는 일 예를 도 11a 내 지 도 11c에 나타내었다.
도 11a는 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 참조번호 1210a로 표시된 1/2 주기의 사인펄스를 인가하고, 제1구동전극(150a, 150b)쌍에 참조번호 1220a로 표시된 1/2 주기의 사인펄스를 인가한 경우를 나타낸 도면이다. 이와 같이 전압을 인가하게 되면 도 11a의 우측에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 90°회전하는 원편광 전류가 자기자유층(140)에 인가된다. 그리고 도 11b는 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 참조번호 1210b로 표시된 1 주기의 사인펄스를 인가하고, 제1구동전극(150a, 150b)쌍에 참조번호 1220b로 표시된 1 주기의 사인펄스를 인가한 경우를 나타낸 도면이다. 이와 같이 전압을 인가하게 되면 도 11b의 우측에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 270°회전하는 원편광 전류가 자기자유층(140)에 인가된다. 그리고 도 11c는 제2구동전극(151a, 151b)쌍에 참조번호 1210c로 표시된 3/2 주기의 사인펄스를 인가하고, 제1구동전극(150a, 150b)쌍에 참조번호 1220c로 표시된 3/2 주기의 사인펄스를 인가한 경우를 나타낸 도면이다. 이와 같이 전압을 인가하게 되면 도 11c의 우측에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 450°회전하는 원편광 전류가 자기자유층(140)에 인가된다.
이상에서 시간의 변화에 따라 방향이 변하는 전류를 자기자유층(140)에 인가하는 방법으로 2개의 구동전극쌍을 구비한 자기기록소자에 대해서 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 3개 이상의 구동전극쌍을 구비한 자기기록소자의 경우도 유사하다. 다만 모든 구동전극쌍에서 인가되는 전압의 진동수는 동일한 것이 바람직하고, 원편광 전류를 인가하기 위해서는 구동전극이 동일한 각도로 자 기자유층(140)의 둘레방향을 따라 형성되고, 각 구동전극쌍에는 일정한 위상차를 갖는 전압을 인가해야 한다.
지금까지 원편광 전류 또는 타원편광 전류를 자기자유층에 인가하는 방법에 대해서 도시하고 설명하였으나, 자기자유층에 원편광 자기장 또는 타원편광 자기장을 인가하여도 그 효과는 유사하다.
다만, 자기자유층에 자기장을 인가하기 위해서는 구동전극의 구성을 전류를 인가할 때와 다르게 해야 한다. 자기자유층에 자기장을 인가하기 위한 구동전극의 구성은 도 4에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 자기자유층(440)에 자기장을 인가하기 위한 구동전극의 구성은 복수의 구동전극을 자기자유층(440)의 상부 및/또는 하부에 교차되도록 배치할 수 있다. 예컨대 도 4의 참조번호 450, 451과 같이 자기자유층(440)의 상부에 90°의 각도로 교차되게 배치될 수 있다. 그리고 각 구동전극(450, 451)에 전류를 인가하면, 자기자유층(440)에 자기장이 인가된다.
2개의 구동전극(450, 451)에 진동수가 동일하고, 소정의 위상 차이를 가지는 사인파형 또는 코사인파형의 전류를 인가하면, 자기자유층(440)에는 타원편광 자기장이 인가된다. 즉, 2개의 구동전극(450, 451)에 진동수가 동일하고, 90°의 위상 차이를 가지며, 진폭이 서로 다른 사인파형 또는 코사인파형의 전류를 인가하거나, 2개의 구동전극(450, 451)에 진동수와 진폭이 동일하고, 90°이외의 위상차를 가지는 사인파형 또는 코사인파형의 전류를 인가하면 자기자유층(440)에는 타원편광 자기장이 인가된다. 그리고, 2개의 구동전극(450, 451)에 진동수와 진폭이 동일하고, 90°의 위상 차이를 가지는 사인파형 또는 코사인파형의 전류를 인가하면 자기자유 층(440)에는 원편광 자기장이 인가된다.
또한, 2개의 구동전극(450, 451)에 진동수가 동일하고 소정의 위상 차이를 가지는 사인펄스 또는 코사인펄스 형태의 전류를 인가하거나, 소정의 시간 차이를 가지는 2개의 펄스 형태의 전류를 인가하면, 시간에 따라 방향이 변하는 형태의 펄스 자기장을 자기자유층(440)에 인가할 수 있다. 다만 2개의 펄스 전류가 적어도 일정 시간 동안은 함께 인가되어야 한다.
상술한 방법으로 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 자기자유층(140, 440)에 인가하게 되면, 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화의 방향에 따라 그 회전 반경이 다르게 된다.
도 12a 및 도 12b는 자기소용돌이 중심이 자기막의 상면 위쪽으로 형성된 자기막에 원편광 전류가 인가되었을 때 자기소용돌이 중심의 변화를 개략적으로 나타내는 도면들이다. 도 12a가 좌측으로 원편광된 전류가 인가된 경우이고, 도 12b가 우측으로 원편광된 전류가 인가된 경우이다. 각각에 인가된 전류의 진동수 및 크기는 동일하다.
도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이 자기막에 좌측으로 원편광된 전류가 인가된 경우가 우측으로 원편광된 전류가 인가된 경우에 비해 훨씬 큰 회전 반경을 가짐을 알 수 있다. 이때 진동수의 변화에 따른 자기소용돌이 중심의 회전 반경을 도 13에 나타내었다. 이용된 자기막의 직경은 300nm이다. 그리고 x축은 인가된 전류의 진동수를 자기막에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수로 정규 화(normalization)한 것이다. 자기소용돌이의 고유진동수(ω0)는 수학식 1로 정의된다.
Figure 112007074985802-PAT00001
여기서, Ms는 자기막의 포화자화(saturation magnetization)값, χ(0)는 초기 자화율(initial susceptibility), γ는 자이로마그네틱 비율상수(gyromagnetic ratio) 그리고 ξ는 비례상수이다. 자이로마그네틱 비율상수와 비례상수는 자기막의 형성 물질 및 형상에 상관없이 일정한 값이므로, 자기소용돌이의 고유진동수는 자기소용돌이가 형성된 자기막의 초기 자화율에 반비례하고, 포화자화 값의 제곱에 비례한다. 초기 자화율은 자기막의 형상에 의해서 결정되고, 포화자화 값은 자기막의 형성 물질에 의해 결정된다.
도 13의 참조번호 1410으로 표시된 그래프는 0.8mA의 크기를 갖는 좌로 편광된 전류가 인가된 경우이고, 도 13의 참조번호 1420으로 표시된 그래프는 0.8mA의 크기를 갖는 우로 편광된 전류가 인가된 경우이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 모든 진동수에서 좌로 편광된 전류가 인가된 경우가 우로 편광된 전류가 인가된 경우에 비해 자기소용돌이 중심의 회전 반경이 크다. 특히 자기소용돌이의 고유진동수와 동일한 진동수가 인가될 때 그 회전 반경의 차이가 크므로 정보를 판별하기에 용이하다.
그러나 자기막의 상면 아래쪽 방향으로 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향 이 형성되어 있는 경우에는 상기의 경우와 반대가 된다. 이것을 도 14a 내지 도 15에 나타내었다.
도 14a는 좌측으로 원편광된 전류가 인가된 경우에 자기소용돌이 중심의 변화를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 14b는 우측으로 원편광된 전류가 인가된 경우에 자기소용돌이 중심의 변화를 개략적으로 나타낸 도면이다. 그리고 도 15는 진동수의 변화에 따른 자기소용돌이 중심의 회전 반경을 나타낸 도면이다. 도 15의 참조번호 1710으로 표시된 그래프가 우로 편광된 전류가 인가된 경우이고, 도 15의 참조번호 1720으로 표시된 그래프가 좌로 편광된 전류가 인가된 경우이다.
도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 자기막의 상면 위쪽 방향으로 형성된 경우와는 반대로, 자기막에 좌측으로 원편광된 전류가 인가된 경우(도 14a)가 우측으로 원편광된 전류가 인가된 경우(도 14b)에 비해 훨씬 작은 회전 반경을 가진다. 그리고 이러한 회전 반경의 차이는 도 15에 도시된 바와 같이 모든 진동수에 있어서, 좌로 편광된 전류가 인가된 경우(1710)가 우로 편광된 전류가 인가된 경우(1720)보다 작은 회전 반경을 가지게 된다. 도 13와 마찬가지로 특히 자기소용돌이 부근의 진동수를 갖는 전류가 인가될 때 큰 차이를 보인다.
이상에서 원편광 전류가 인가되었을 때에 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따른 회전 반경의 차이를 도시하고 설명하였으나, 원편광 자기장이 인가되었을 때에도 이와 유사하다.
결국 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 자기자유층(140, 440)에 인가하면, 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화의 방향에 따라 자기소용돌이 중심의 회전 반경이 달라지게 된다. 그리고 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이는 자기소용돌이의 고유진동수와 동일한 진동수를 가지는 전류 또는 자기장을 인가할 때 극대화된다. 따라서 본 실시예에서는 자기자유층(140, 440)에 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수와 동일한 진동수를 가지는 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 인가하는 것이 바람직하다.
다만, 자기기록소자(100, 400)에 저장되어 있는 정보가 변경되지 않기 위해서는 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향은 전환되지 않아야 한다. 따라서, 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 인가하되, 자기자유층(140, 400)에 형성된 자기소용돌이 중심의 속도가 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 전환되는 임계속도를 넘지 않도록 해야 한다.
즉, 자기자유층(140, 440)에 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수와 동일한 진동수를 가지고, 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 전환되는 임계속도를 넘지 않도록 하는 크기의 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 인가하여 발생하는 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 의해 발생되는 특성으로 자기기록소자(100, 400)에 저장된 정보를 판독한다. 그러나 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이를 직접 측정하는 것보다는 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 의해 발생되는 특성 중 측정이 용이한 것을 측정하여 자기기록소자에 할당되어 있는 정보가 "0"인지 "1"인지를 판독하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 측정이 용이한 자기저항(magneto-resistance)을 측정 하여 자기기록소자(100, 400)에 저장되어 있는 정보를 판독한다.
이를 위해서는 도 16에 도시된 바와 같이 기준 자화를 제공하는 자기고정층(2220)이 필요하다. 또한 상술한 바와 같이 자기자유층(2240)과 자기고정층(2220)의 상대적인 자화상태의 차이에서 나타나는 자기저항의 차이를 극대화하기 위해 자기자유층(2240)과 자기고정층(2220)의 사이에 절연막(2230)을 형성하여 터널링 자기저항 효과를 측정한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 자기고정층(2220)에도 자기자유층(2240)과 마찬가지로 자기소용돌이가 형성된 것을 이용할 수 있다. 이 경우 자기고정층(2220)에 자기소용돌이가 형성되도록 도 2의 영역 2에 해당하는 두께와 직경을 갖도록 자기고정층(2220)을 형성한다. 상술한 바와 같이 자기자유층(2240)과 자기고정층(2220)에 자기소용돌이가 형성되면 자기소용돌이 중심에는 수직자화가 형성되고 중심 주변에는 수평자화가 형성된다. 그리고 수평자화는 자기소용돌이 중심을 축으로 하여 시계방향이나 반시계방향으로 회전하는 것과 같은 형태의 자화가 형성된다.
도 16은 자기자유층(2240)에 전류 또는 자기장이 인가되기 전의 상태를 나타내는 도면이고, 도 17은 도 16에 도시된 구조를 가지는 자기기록소자의 자기자유층(2240)에 원편광 전류 또는 원편광 자기장이 인가되어 자기소용돌이 중심이 회전을 하는 때의 일 순간에 해당하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 16은 자기자유층(2240)과 자기고정층(2220)에 자기소용돌이가 형성되어 있고 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향은 위쪽 방향으로 동일하고 수평자화의 방향도 반시계방향으로 동일한 경우이다. 이때에는 도 16에 도시된 바와 같이 원편광 전류 또는 원편광 자기장이 인가되기 전의 상태에는 상대적 수평자화의 차이가 존재하지 않는다.
그러나 도 17에 도시된 바와 같이 자기자유층(2240)에 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 인가하게 되면, 자기소용돌이 중심은 회전을 하여, 자기소용돌이 중심이 자기자유층(2240)의 중앙부에서 주변부로 이동하게 된다. 이때 참조번호 2310으로 표시된 부분과 같이 자기자유층(2240)과 자기고정층(2220)의 수평자화는 상대적인 방향 차이를 가지게 된다. 즉, 자기자유층(2240)에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경이 크게 되면 회전 반경이 작은 경우에 비해 자기자유층(2240)과 자기고정층(2220)의 상대적인 수평자화의 차이가 크게 된다. 따라서 자기자유층(2240)과 자기고정층(2220)의 상대적인 자화상태의 차이에서 발생하는 자기저항도 커지게 되어 저장되어 있는 정보를 판독할 수 있다
다만 이때 자기자유층(2240)에 원편광 전류 또는 자기장을 인가하면 자기고정층(2220)에도 영향을 미치게 되어, 자기고정층(2220)에 형성된 자기소용돌이 중심 역시 회전할 수 있다. 그러나 자기고정층(2220)은 기준이 되는 자화를 제공하는 것이므로 자기고정층(2220)의 자화 방향은 변하지 않게 하거나, 자기고정층(2220)의 자화 방향이 변하더라도 그 변하는 정도가 아주 미미해야 한다.
도 13 및 도 15에 도시된 바와 같이 자기자유층(2240)에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경은 인가된 전류 또는 자기장의 진동수와 관련이 있다. 특히 자기소용돌이의 고유진동수 부근에서는 그 변화가 매우 심하다. 즉 자기소용돌이의 고유진동수와 동일한 전류 또는 자기장을 인가한 경우에 비해 자기소용돌이의 고유 진동수와 동일하지 않은 전류 또는 자기장을 인가한 경우에는 동일한 조건에서 자기소용돌이 중심의 회전 반경이 현저하게 작다.
자기고정층(2220)에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수와 자기자유층(2240)에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수를 다르게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 인가되는 전류 또는 자기장의 진동수가 자기자유층(2240)에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수와 동일하면, 자기고정층(2220)에는 자기고정층(2220)에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수와 다른 진동수를 가지는 전류 또는 자기장이 인가된다. 따라서 자기자유층(2240)에 형성된 자기소용돌이 중심을 회전시키기 위해 인가된 전류 또는 자기장에 의해 자기고정층(2220)에 형성된 자기소용돌이 중심은 큰 영향을 받지 않게 된다. 영향을 더욱 받지 않기 위해서는 자기자유층(2240)에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수와 자기고정층(2220)에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수의 차이가 클수록 좋다.
자기자유층(2240)에 형성된 자기소용돌이와 자기고정층(2220)에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수를 다르게 하기 위해서는 상술한 바와 같이 자기막의 초기 자화율이나 포화자화 값을 서로 다르게 해야 한다. 초기 자화율은 자기막의 형상과 관련되고, 포화자화 값은 자기막을 구성하는 물질과 관련된 값이므로 자기자유층(2240)과 자기고정층(2220)의 구성물질, 두께 및 직경 중 적어도 어느 하나를 달리한다. 특히 제어가 간단한 두께를 조절하는 것, 즉 자기자유층(2240)과 자기고정층(2220)의 두께를 다르게 형성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 자기자유층(140, 440)과 자기고정층(120, 420)의 사이에 전압을 인가하여 상대적 수평자화 방향 차이에 따른 전류의 크기 차이로부터 도출되는 터널링 자기저항을 측정함으로써, 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독한다(S2040). 자기고정층(120, 420)에 형성된 자기소용돌이 중심은 거의 변하지 않는 상태에서 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심만이 회전하도록 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 인가하면, 상술한 바와 같이 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 상대적 수평자화 방향 차이가 발생한다. 그리고 상대적 수평자화 방향차이는 자기저항 차이로 나타난다. 이러한 자기저항 차이는 자기자유층(140, 440)과 자기고정층(120, 420)의 사이에 전압을 인가하여 나타나는 전류의 크기 차이로부터 도출된다. 이때 자기저항에 따른 전류의 차이를 알 수 있게 하기 위해 자기고정층(120, 420)과 자기자유층(140, 440)의 사이에 인가되는 전압은 직류 전압인 것이 바람직하다.
이러한 자기저항의 차이를 도 18에 나타내었다. 자기저항 값은 터널링 자기저항 비로써 나타내었다. 이때 터널링 자기저항 효과를 크게 하기 위하여 절연막(130, 430)이 이용되며, 본 실시예에서는 절연막(130, 430)을 마그네슘 산화물로 형성하였다. 도 18은 도 16에 도시된 바와 같이 자기자유층(140, 440)과 자기고정층(120, 420)에 자기소용돌이가 형성되어 있고, 자기소용돌이 중심 주변의 수평자화의 회전방향도 반시계방향으로 동일한 경우에, 좌측으로 원편광된 전류 또는 자기장을 인가한 후, 시간에 따른 터널링 자기저항 비를 나타낸 도면이다. 도 18의 참조번호 2410으로 표시된 직선은 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화의 방향이 상면 위쪽인 경우이고, 도 18의 참조번호 2420으로 표시된 직선은 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화의 방향이 상면 아래쪽인 경우에 해당한다.
도 18에 도시된 바와 같이 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이가 일정한 반경을 일정한 속도로 원운동을 하고 있을 경우에는 수직자화의 방향에 관계 없이 일정한 터널링 자기저항 비를 갖는다. 그러나 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화의 방향이 상면 위쪽일 때는 좌측으로 원편광된 전류 또는 자기장을 인가하는 경우 상술한 바와 같이 회전 반경이 크다. 따라서 상술한 바와 같이 자기저항의 차이가 커져서 참조번호 2410에 표현된 바와 같이 터널링 자기저항 비가 크다. 반대로 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화의 방향이 상면 아래쪽일 때는 회전 반경이 작아서 참조번호 2420에 표현된 바와 같이 터널링 자기저항 비가 작다. 이러한 자기저항의 차이, 즉 터널링 자기저항 비의 차이를 통해 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향을 알 수 있게 된다.
자기고정층(2520)에 자기소용돌이가 형성되어 있을 때, 터널링 자기저항을 측정하여 정보를 판독하는 일 실시예를 살펴본다. 우선, 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상면 위쪽 방향인 경우를 "1"로, 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상면 아래쪽 방향인 경우를 "0"으로 할당한다. 그리고, 자기고정층(120, 420)은 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향과 자기소용돌이 중심 주변에 자기고정층(120, 420)의 상면과 평행하게 형성된 수평자화의 회전 방향이 자기자유층(140, 440)의 자기소용돌이와 동일하게 형성한다.
그리고 우측으로 원편광된 전류 또는 우측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(140, 440)에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심을 회전시킨 상태에서 자기고정층(120, 420)과 자기자유층(140, 440) 사이에 직류 전압을 인가하여 전류의 크기 차이로부터 도출되는 터널링 자기저항 크기를 측정한다. 그리고 측정된 터널링 자기저항 크기가 사전에 설정된 기준 크기보다 작으면, 자기기록소자에 기록되어 있는 정보를 "1"로 판독하고, 크면 "0"으로 판독한다.
반대로, 좌측으로 원편광된 전류 또는 좌측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(140, 440)의 자기소용돌이 중심을 회전시킨 상태에서 자기고정층(120, 420)과 자기자유층(140, 440) 사이에 직류 전압을 인가하여 전류의 크기 차이로부터 도출되는 터널링 자기저항 크기를 측정한다. 그리고 측정된 터널링 자기저항 크기가 사전에 설정된 기준 크기보다 크면, 자기기록소자에 기록되어 있는 정보를 "1"로 판독하고, 작으면 "0"으로 판독한다.
자기고정층(2520)에 자기소용돌이가 형성되어 있을 때, 터널링 자기저항을 측정하여 정보를 판독하는 다른 실시예를 살펴본다. 우선, 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상면 위쪽 방향인 경우를 "1"로, 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상면 아래쪽 방향인 경우를 "0"으로 할당한다. 그리고, 자기고정층(120, 420)은 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향과 자기소용돌이 중심 주변에 자기고정층(120, 420)의 상면과 평행하게 형성된 수평자화의 회전 방향이 자기자유층(140, 440)의 자기소용돌이와 동일하게 형성한다.
그리고 우측으로 원편광된 전류 또는 우측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(140, 440)에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심을 회전시킨 상태에서 자기고정층(120, 420)과 자기자유층(140, 440) 사이에 직류 전압을 인가하여 전류의 크기 차이로부터 도출되는 터널링 자기저항 크기를 측정한다. 그리고 좌측으로 원편광된 전류 또는 좌측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(140, 440)의 자기소용돌이 중심을 회전시킨 상태에서 자기고정층(120, 420)과 자기자유층(140, 440) 사이에 직류 전압을 인가하여 전류의 크기 차이로부터 도출되는 터널링 자기저항 크기를 측정한다.
우측으로 원편광된 전류 또는 우측으로 원편광된 자기장을 인가한 경우에 측정되는 터널링 자기저항 크기가 좌측으로 원편광된 전류 또는 좌측으로 원편광된 자기장을 인가한 경우보다 작으면, 자기기록소자에 기록되어 있는 정보를 "1"로 판독하고, 크면 "0"으로 판독한다.
이상의 실시예는 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 자유자기층(140, 440)에 인가된 경우에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 타원편광 전류 또는 타원편광 자기장을 인가하는 경우에도 유사하다. 또한, 펄스를 인가하는 경우도 유사하다. 다만 펄스를 인가하는 경우에는 자기자유층(140, 440)에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수와 다른 진동수에서 회전시키는 것이 전력소모가 적을 수 있으므로 시뮬레이션을 통하여 최적화할 수 있다. 그리고 펄스를 인가하는 경우에도 자기자유층(140, 440)에 인가되는 전류 또는 자기장의 시간에 대한 크기와 방향 궤적이 원형에 가까운 것이 자기소용돌이 중심의 운동이 원운동에 가까워서 판독에 용이하게 된다. 이를 위해 예컨대, 2개의 구동전극쌍 또는 2개의 구동전극을 이용하여 사인 펄스 또는 코사인 펄스를 인가하는 경우에는 1/4 주기 시간 차이를 두고 인가하는 것이 바람직하다. 다른 예로 2개의 구동전극쌍 또는 2개의 구동전극을 이용하여 가우시안 밀집도를 갖는 형태의 펄스를 인가하는 경우에는 동일한 평균값과 반치폭을 갖고, 반치폭의 절반의 시간 차이를 두고 인가하는 것이 바람직하다.
이상의 설명에서는 자기고정층에 자기 소용돌이가 형성된 경우에 대해서 도시하고 설명하였으나, 도 19와 같이 자기고정층(2520)에 자기고정층(2520)의 상면과 평행하게 자화상태가 배열된 단일 자구를 형성하는 경우에도 유사하다. 자기고정층(2520)에 단일 자구를 형성하기 위해서는 도 2의 영역 1에 해당하는 두께와 직경을 가지도록 자기고정층(2520)을 형성한다. 즉, 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"을 할당하고, 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 인가하여 자기소용돌이 중심을 회전시킨 후, 자기고정층(2520)과 자기자유층(2540)의 사이에 전압을 인가하여 도출되는 자기저항을 측정함으로써 "0" 또는 "1"을 판독한다.
다만 자기고정층에 자기소용돌이가 형성된 경우(도 16의 2220)와 달리 단일 자구가 형성된 경우(도 19의 2520)에는 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심이 회전함에 따라 상대적 수평자화 방향 차이가 시간에 따라 변하게 된다. 즉, 도 19에 도시된 바와 같이 자화의 방향이 형성된 자기기록소자에 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 인가하여 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심을 회전시 키면 시간이 경과함에 따라 도 20a 및 도 20b와 같이 자기소용돌이 중심이 이동한다. 도 20a에 도시된 바와 같이 자기소용돌이 중심이 우측으로 이동하게 되면, 자기자유층(2540)에서 좌측의 많은 부분(2610)이 자기고정층(221)의 수평자화 방향과 동일하거나 유사하게 된다. 그러나 도 20b에 도시된 바와 같이 자기소용돌이 중심이 좌측으로 이동하게 되면, 자기자유층(2540)에서 우측의 많은 부분(2620)이 자기고정층(2520)의 수평자화 방향과 반대 방향으로 형성된다.
이와 같이 자기고정층(2520)에 자기고정층(2520)의 상면에 평행하게 단일자구가 형성되어 있는 경우에는 상대적 수평자화 방향 차이가 시간에 따라 변하게 된다. 다만 변하는 정도가 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 따라 달라진다. 즉 자기소용돌이 중심의 회전 반경이 큰 경우에는 그 변하는 정도가 커지게 되고, 자기소용돌이 중심의 회전 반경이 작은 경우에는 그 변하는 정도가 작게 된다. 상대적 수평자화 방향 차이는 자기저항 차이로 나타나므로 자기저항 역시 시간에 따라 변하게 된다.
도 21에 이러한 자기저항의 변화를 시간의 변화에 따라 나타내었다. 자기저항 값은 터널링 자기저항 비로써 나타내었다. 이때 터널링 자기저항 효과를 크게 하기 위하여 절연막(2530)이 이용되며, 절연막(2530)은 터널링 자기저항 효과가 큰 마그네슘 산화물이 이용된다. 참조번호 2710로 표현된 곡선은 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 위쪽인 경우이고, 참조번호 2720로 표현된 곡선은 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 아래쪽인 경우에 해당한다. 그리고 자기자유층(2540)에 좌측으로 원편광된 전류 또 는 좌측으로 원편광된 자기장을 인가하였다. 상술한 바와 같이 좌측으로 원편광된 전류 또는 좌측으로 원편광된 자기장을 인가한 경우에는, 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 위쪽일 때가 회전 반경이 크므로 시간에 따른 터널링 자기저항 비의 변화 폭이 더 크다(2710). 그리고 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 아래쪽일 때에는 회전 반경이 작으므로 시간에 따른 터널링 자기저항 비의 변화 폭이 작다(2720).
따라서, 자기자유층(2540)과 자기고정층(2520) 사이에 직류 전압을 인가하여 도출되는 터널링 자기저항을 측정하게 되면, 측정되는 터널링 자기저항 역시 시간에 따라 변하게 되고, 이러한 터널링 자기저항의 변화율의 차이로써, 자기자유층(2540)에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향을 알 수 있게 된다.
한편, 단일 자구가 형성된 자기고정층(2520)을 이용할 경우에는 상술한 바와 같이 자기고정층(2520)의 상면과 평행하게 자화상태가 배열된 단일 자구는 아주 큰 전류 또는 자기장을 인가하는 경우에만 그 방향이 영향을 받으므로, 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심을 회전시킬 때 이용되는 전류 또는 자기장의 크기에 의해서는 그 영향이 거의 없다. 그리고 이 영향을 더욱 억제하기 위한 방법으로 교환 바이어스를 이용한다. 즉, 자기고정층(2520)의 하부에 반강자성막을 형성하여 외부 전류 또는 자기장에 의해 자기고정층(2520)의 단일 자구 구조가 변화하는 것을 방지한다.
자기고정층(2520)에 자기고정층(2520)의 상면과 평행하게 자화상태가 배열된 단일 자구가 형성되어 있을 때, 터널링 자기저항을 측정하여 정보를 판독하는 일 실시예를 살펴본다. 우선, 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상면 위쪽 방향인 경우를 "1"로, 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상면 아래쪽 방향인 경우를 "0"으로 할당한다.
그리고 우측으로 원편광된 전류 또는 우측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(2540)에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심을 회전시킨 상태에서 자기고정층(2520)과 자기자유층(2540) 사이에 직류 전압을 인가하여 전류의 크기 차이로부터 도출되는 터널링 자기저항을 측정한다. 그리고 측정된 터널링 자기저항의 변화율이 사전에 설정된 기준 크기보다 작으면, 자기기록소자에 기록되어 있는 정보를 "1"로 판독하고, 크면 "0"으로 판독한다.
반대로, 좌측으로 원편광된 전류 또는 좌측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(2540)의 자기소용돌이 중심을 회전시킨 상태에서 자기고정층(2520)과 자기자유층(2540) 사이에 직류 전압을 인가하여 전류의 크기 차이로부터 도출되는 터널링 자기저항을 측정한다. 그리고 측정된 터널링 자기저항의 변화율이 사전에 설정된 기준 크기보다 크면, 자기기록소자에 기록되어 있는 정보를 "1"로 판독하고, 작으면 "0"으로 판독한다.
자기고정층(2520)에 자기고정층(2520)의 상면과 평행하게 자화상태가 배열된 단일 자구가 형성되어 있을 때, 터널링 자기저항을 측정하여 정보를 판독하는 다른 실시예를 살펴본다. 우선, 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상면 위쪽 방향인 경우를 "1"로, 자기자유층(2540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상면 아래쪽 방향인 경우를 "0"으로 할당한다.
그리고 우측으로 원편광된 전류 또는 우측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(2540)에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심을 회전시킨 상태에서 자기고정층(2520)과 자기자유층(2540) 사이에 직류 전압을 인가하여 전류의 크기 차이로부터 도출되는 터널링 자기저항을 측정한다. 그리고 좌측으로 원편광된 전류 또는 좌측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(2540)의 자기소용돌이 중심을 회전시킨 상태에서 자기고정층(2520)과 자기자유층(2540) 사이에 직류 전압을 인가하여 전류의 크기 차이로부터 도출되는 터널링 자기저항을 측정한다.
우측으로 원편광된 전류 또는 우측으로 원편광된 자기장을 인가한 경우에 측정되는 터널링 자기저항의 변화율이 좌측으로 원편광된 전류 또는 좌측으로 원편광된 자기장을 인가한 경우에 측정되는 터널링 자기저항의 변화율보다 작으면, 자기기록소자에 기록되어 있는 정보를 "1"로 판독하고, 크면 "0"으로 판독한다.
이상의 실시예는 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 자유자기층(2540)에 인가된 경우에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 타원편광 전류 또는 타원편광 자기장을 인가하는 경우에도 유사하다. 또한, 펄스를 인가하는 경우도 유사하다.
이상에서 자기자유층(140, 440)과 자기고정층(120, 420)의 상대적인 자화상태의 차이에서 나타나는 자기저항을 극대화하기 위해 자기자유층(140, 440)과 자기고정층(120, 420)의 사이에 절연막(130, 430)을 형성하여 터널링 자기저항 효과를 측정하는 자기기록소자의 정보판독방법에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 자기저항을 극대화하기 위해 자기자유층(140, 440)과 자기고정층(120, 420)의 사이에 전도막을 형성하여 거대 자기저항 효과를 측정하여 자기기록소자의 정보를 판독할 수 있다. 전도막을 형성하고 거대 자기저항 효과를 측정하여 자기기록소자의 정보를 판독하는 방법은 절연막을 형성하고 터널링 자기저항 효과를 측정하여 자기기록소자의 정보를 판독하는 방법과 비교할 때, 절연막 대신 전도막을 사용하는 점과 터널링 자기저항 효과를 측정하는 대신 거대 자기저항 효과를 측정한다는 점만을 제외하면 모든 과정이 동일하다.
도 22는 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 대한 바람직한 다른 실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도이다. 참고적으로, 후술하는 자기기록소자의 정보판독방법은 상술한 도 5에 도시된 자기기록소자(500)를 이용해서 구현하는 것으로 설명한다. 그러나 자기소용돌이가 형성된 자기자유층과 자기소용돌이의 중심의 운동에 의해 발생되는 유도전압을 측정할 수 있는 판독도선을 구비하는 자기기록소자이면 다른 자기기록소자를 이용해도 된다.
도 22를 참조하면, 우선 자기소용돌이가 형성된 자기자유층(540)을 구비하는 자기기록소자(500)를 준비한다(S2810). 그리고 자기자유층(540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"을 할당한다(S2820). 다음으로, 시간의 변화에 따라 그 방향이 변화하는 전류 또는 자기장을 자기자유층(540)에 인가하여 자기자유층(540)에 형성된 자기소용돌이 중심을 자기자유층 상에서 회전시킨다(S2830). S2810 단계 내지 S2830 단계는 도 6의 S2010 단계 내지 S2030 단계와 동일하다.
다음으로, 자기자유층(540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전에 의해 발생 되는 유도전압에 의해 생성되는 전류를 측정하여 "0" 또는 "1"을 판독한다(S2840).
자기자유층(540)에 시간에 따라 방향이 변하는 전류 또는 자기장, 바람직하게는 원편광 전류 또는 원편광 자기장이 인가되면 상술한 바와 같이 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이의 중심이 운동하게 된다. 자기자유층(540)에 형성된 자기소용돌이의 중심에는 강한 자기장이 형성되어 있다. 따라서 자기소용돌이의 중심이 운동함에 따라 자기소용돌이의 중심에 형성된 자기장도 같이 변화하게 된다. 이러한 자기장의 변화에 의해 자기자유층(540)의 주변에는 유도전압이 발생한다. 결국 자기자유층(540) 주변에 배치된 판독도선(510)에 유도전압에 의해 전류가 흐르게 된다.
상술한 바와 같이 정보를 판독하기 위해 원편광 전류 또는 원편광 자기장이 자기자유층(540)에 인가되면 자기기록소자(500)에 저장되어 있는 정보에 따라 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심의 회전 반경이 다르게 된다. 자기소용돌이 중심의 회전 반경이 다르게 되면 자기소용돌이 중심에 의해 형성되는 자기장의 변화 또한 달라지게 된다. 따라서 자기장의 변화에 의해 발생하는 유도전압이 변화하게 되어서 유도전압에 의해 판독도선(510)에 흐르는 전류의 변화율이 자기기록소자(500)에 저장되어 있는 정보에 따라 차이가 발생하게 된다. 결국 전류의 변화율을 측정하게 되면, 자기기록소자(500)에 저장되어 있는 정보를 판독할 수 있다.
판독도선(510)에 흐르는 전류의 변화율을 측정하여 정보를 판독하는 일 실시예를 살펴본다. 우선, 자기자유층(540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방 향이 상면 위쪽 방향인 경우를 "1"로, 자기자유층(540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상면 아래쪽 방향인 경우를 "0"으로 판독한다.
그리고 우측으로 원편광된 전류 또는 우측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심을 회전시키면서 판독도선(510)을 흐르는 전류를 측정한다. 그리고 측정된 전류의 변화율이 사전에 설정된 기준 크기보다 작으면, 자기기록소자에 기록되어 있는 정보를 "1"로 판독하고, 크면 "0"으로 판독한다.
반대로, 좌측으로 원편광된 전류 또는 좌측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(540)의 자기소용돌이 중심을 회전시키면서 판독도선(510)을 흐르는 전류를 측정한다. 그리고 측정된 전류의 변화율이 사전에 설정된 기준 크기보다 크면, 자기기록소자에 기록되어 있는 정보를 "1"로 판독하고, 작으면 "0"으로 판독한다.
판독도선(510)에 흐르는 전류의 변화율을 측정하여 정보를 판독하는 다른 실시예를 살펴본다. 우선, 자기자유층(540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상면 위쪽 방향인 경우를 "1"로, 자기자유층(540)에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상면 아래쪽 방향인 경우를 "0"으로 할당한다.
그리고 우측으로 원편광된 전류 또는 우측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(540)에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심을 회전시키면서 판독도선(510)을 흐르는 전류의 변화율을 측정한다. 그리고 좌측으로 원편광된 전류 또는 좌측으로 원편광된 자기장을 인가하여 자기자유층(540)의 자기소용돌이 중심을 회 전시키면서 판독도선(510)을 흐르는 전류의 변화율을 측정한다.
우측으로 원편광된 전류 또는 우측으로 원편광된 자기장을 인가한 경우에 측정되는 전류의 변화율이 좌측으로 원편광된 전류 또는 좌측으로 원편광된 자기장을 인가한 경우에 측정되는 전류의 변화율보다 작으면, 자기기록소자에 기록되어 있는 정보를 "1"로 판독하고, 크면 "0"으로 판독한다.
이상의 판독도선(510)에 흐르는 전류의 변화율을 측정하여 정보를 판독하는 실시예는 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 자유자기층(540)에 인가된 경우에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 타원편광 전류 또는 타원편광 자기장을 인가하는 경우에도 유사하다. 또한, 펄스를 인가하는 경우도 유사하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 이용되는 바람직한 일 실시예의 자기기록소자의 개략적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 자기막의 구성물질이 퍼멀로이이고, 자기이방성상수(magnetic anisotropy, Ku)가 0이며, 자기막이 원판의 형상을 가지는 경우에 자기막의 두께와 직경에 따라 자기막에 형성된 자화상태의 변화를 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 자기소용돌이가 형성되어 있는 자기막의 자화 방향을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 4는 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 이용되는 바람직한 다른 실시예의 개략적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 이용되는 바람직한 또 다른 실시예의 개략적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 있어서, 자기기록소자의 전극 구성에 대한 바람직한 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 9의 표시된 교류 전압원에서 인가하는 전압의 바람직한 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 9에 나타낸 교류 전압을 인가하였을 때, 자기자유층에 흐르는 전류의 시간에 따른 변화를 나타낸 도면들이다.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명에 따른 정보기록방법에 있어서, 구동전극을 통해 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태의 전압을 인가할 때 자유자기층에 인가되는 전류의 결과를 나타내는 도면들이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보기록방법에 있어서, 구동전극을 통해 진동수가 동일하고 소정의 위상차를 가지는 사인펄스나 코사인 펄스 형태의 전압을 인가할 때 자유자기층에 인가되는 전류의 결과를 나타내는 도면들이다.
도 12a 및 도 12b는 자기소용돌이 중심이 자기막의 상면 위쪽으로 형성된 자기막에 원편광 전류가 인가되었을 때 자기소용돌이 중심의 변화를 개략적으로 나타내는 도면들이다.
도 13은 자기막에 좌측 방향으로 원편광된 전류와 우측 방향으로 원편광된 전류를 인가하였을 때, 인가되는 전류의 진동수의 변화에 따른 자기소용돌이 중심의 회전 반경을 나타낸 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 자기소용돌이 중심이 자기막의 상면 아래쪽으로 형성된 자기막에 원편광 전류가 인가되었을 때 자기소용돌이 중심의 변화를 개략적으로 나타내는 도면들이다.
도 15는 자기막에 좌측 방향으로 원편광된 전류와 우측 방향으로 원편광된 전류를 인가하였을 때, 인가되는 전류의 진동수의 변화에 따른 자기소용돌이 중심의 회전 반경을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 있어서, 자기고정층 에 자기소용돌이가 형성되어 있고 전류 또는 자기장이 인가되지 않은 경우를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 있어서, 도 16의 자화를 갖는 자기기록소자에 원편광 전류 또는 자기장이 인가된 경우의 자화의 변화를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 있어서, 자기고정층에 자기소용돌이가 형성된 경우, 시간에 따른 TMR 비를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 있어서, 자기고정층에 자기고정층의 상면에 평행하게 자화상태가 배열된 단일 자구가 형성되어 있고, 전류 또는 자기장이 인가되지 않은 경우를 나타내는 도면이다.
도 20a는 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 있어서, 도 19의 자화상태를 갖는 자기기록소자에 원편광 전류 또는 자기장이 인가되고 일정 시간 경과 후 자화의 변화를 나타내는 도면이다.
도 20b은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 있어서, 도 19의 자화상태를 갖는 자기기록소자에 원편광 전류 또는 자기장이 인가되고 다른 일정 시간 경과 후 자화의 변화를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법에 있어서, 자기고정층에 자기고정층의 상면에 평행하게 자화상태가 배열된 단일 자구가 형성된 경우, 시간에 따른 TMR 비를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명에 따른 자기기록소자의 정보판독방법의 바람직한 다른 실시 예의 수행과정을 나타내는 흐름도이다.

Claims (55)

  1. 자기소용돌이가 형성된 자기자유층을 구비하는 자기기록소자를 준비하는 단계;
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"을 할당하는 단계;
    상기 자기소용돌이가 형성된 자기자유층에 시간의 변화에 따라 방향이 변하는 전류 또는 자기장을 인가하여, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계; 및
    상기 인가된 전류 또는 자기장에 의해 회전되는 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경은 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 달라지고, 이 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 의해 발생되는 특성을 측정함으로써, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인가하는 전류 또는 자기장은 시간에 따라 방향이 변하는 펄스 형태인 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 자기자유층에 형성되어 있는 자기소용돌이 중심의 속도가 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 전환되는 임계속도보다 작은 속도로 회전하도록, 상기 자기소용돌이가 형성된 자기자유층에 시간의 변화에 따라 방향이 변하는 전류 또는 자기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 자기소용돌이가 형성된 자기자유층에 시간의 변화에 따라 방향이 연속적으로 변하는 전류 또는 자기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 자기소용돌이가 형성된 자기자유층에 시간의 변화에 따라 동일 평면 상에서 방향이 연속적으로 변하는 전류 또는 자기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 동일 평면은 상기 자기자유층의 상면과 평행한 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 자기소용돌이가 형성된 자기자유층에 시간의 변화에 따라 방향이 일정한 주기를 갖고 연속적으로 변하는 전류 또는 자기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 자기소용돌이가 형성된 자기자유층에 크기가 일정하고 시간의 변화에 따라 방향이 연속적으로 변하는 전류와 자기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 자 기기록소자의 정보판독방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 자기소용돌이가 형성된 자기자유층에 타원편광 전류 또는 타원편광 자기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자기자유층의 상면은 타원형 또는 직사각형인 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 자기소용돌이가 형성된 자기자유층에 원편광 전류 또는 원편광 자기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자기자유층의 상면은 원형 또는 정사각형인 것을 특징으로 하는 자기기 록소자의 정보판독방법.
  13. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 인가되는 전류 또는 자기장의 진동수는 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수와 동일한 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 자기기록소자는 상기 자기자유층과 오믹 콘택되도록 배치되어 있는 복수의 구동전극쌍을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 구동전극쌍은,
    2개의 구동전극쌍으로 이루어지고, 상기 2개의 구동전극쌍을 이루는 4개의 구동전극은 상기 자기자유층의 둘레 방향을 따라 90°의 간격으로 배치되며, 서로 마주보고 있는 2개의 구동전극이 각 하나의 구동전극쌍을 이루는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회 전시키는 단계는,
    상기 2개의 구동전극쌍에 소정의 위상 차이를 가지고, 진동수가 동일한 사인파형 또는 코사인파형의 교류 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 2개의 구동전극쌍에 진폭과 진동수가 동일하고, 90°의 위상 차이를 가지는 사인파형 또는 코사인파형의 교류 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 인가되는 전압의 진동수는 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수와 동일한 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 2개의 구동전극쌍을 통해 소정의 위상 차이를 가지고, 진동수가 동일한 사인펄스 또는 코사인펄스 형태의 전압을 2개 인가하되, 상기 2개의 펄스 형태의 전압이 적어도 일정 시간 동안 함께 인가되는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 2개의 구동전극쌍을 통해 인가되는 사인펄스 또는 코사인펄스 형태의 전압은 1/4주기 시간 차이를 두고 인가되는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 2개의 구동전극쌍을 통해 2개의 펄스 형태의 전압을 소정의 시간 차이를 가지고 인가하되, 상기 2개의 펄스 형태의 전압이 적어도 일정 시간 동안 함께 인가되는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 2개의 구동전극쌍을 통해 인가되는 펄스 형태는 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태인 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 2개의 구동전극쌍을 통해 인가되는 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태의 전압은 평균값과 반치폭(full width at half maximum)이 동일하고,
    반치폭의 절반 시간 차이를 두고 인가되는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 자기기록소자는 상기 자기자유층의 상부 및/또는 하부에 서로 교차 형성된 복수의 구동전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 복수의 구동전극은 상기 자기자유층의 상부 및/또는 하부에 90°의 각도로 서로 교차되게 2개 배치되는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 2개의 구동전극에 소정의 위상 차이를 가지고 진동수가 동일한 사인파 형 또는 코사인파형의 교류 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 2개의 구동전극에 진폭과 진동수가 동일하고, 90°의 위상 차이를 가지는 사인파형 또는 코사인파형의 교류 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서,
    상기 인가되는 전류의 진동수는 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수와 동일한 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 2개의 구동전극을 통해 소정의 위상 차이를 가지고, 진동수가 동일한 사인펄스 또는 코사인펄스 형태의 전류를 2개 인가하되, 상기 2개의 펄스 형태의 전류가 적어도 일정 시간 동안 함께 인가되는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 2개의 구동전극을 통해 인가되는 사인펄스 또는 코사인펄스 형태의 전류는 1/4주기 시간 차이를 두고 인가되는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 2개의 구동전극을 통해 2개의 펄스 형태의 전류를 소정의 시간 차이를 가지고 인가하되, 상기 2개의 펄스 형태의 전류가 적어도 일정 시간 동안 함께 인가되는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 2개의 구동전극을 통해 인가되는 펄스 형태는 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태인 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 2개의 구동전극을 통해 인가되는 가우시안 밀집도를 가지는 펄스 형태 의 전류는 평균값과 반치폭(full width at half maximum)이 동일하고,
    반치폭의 절반 시간 차이를 두고 인가되는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  34. 제1항에 있어서,
    상기 자기기록소자는 상기 자기자유층의 하부에 자기고정층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 자기고정층에는 자기소용돌이가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는,
    상기 자기소용돌이가 형성된 자기자유층에 시간의 변화에 따라 방향이 변하는 전류 또는 자기장을 인가하여, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전하게 하되, 상기 자기고정층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경이 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경보다 작게 되도록, 상기 전류 또는 자기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자 의 정보판독방법.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 자기고정층은,
    상기 자기고정층에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수가 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이의 고유진동수와 서로 다르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  38. 제35항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 의해 발생되는 특성은,
    상기 자기자유층의 자기소용돌이 주변에 상기 자기자유층의 상면과 평행하게 형성된 수평자화와 상기 자기고정층의 자기소용돌이 주변에 상기 자기고정층의 상면과 평행하게 형성된 수평자화와의 사이에 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 따른 상대적 수평자화 방향 차이인 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 자기기록소자는 상기 자기자유층과 상기 자기고정층 사이에 절연막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계는,
    상기 자기고정층과 상기 자기자유층 사이에 전압을 인가하여, 상기 상대적 수평자화 방향 차이에 따른 전류의 크기 차이로부터 도출되는 터널링 자기저항(tunneling magnetro resistance : TMR)을 측정함으로써, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 자기고정층의 자기소용돌이 중심 주변에 상기 자기고정층의 상면과 평행하게 형성된 수평자화 방향은 상기 자기자유층의 자기소용돌이 중심 주변에 상기 자기자유층의 상면과 평행하게 형성된 수평자화 방향과 동일하고,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"을 할당하는 단계는, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상기 자기자유층의 상면 위쪽 방향인 경우를 "1"로, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상기 자기자유층의 상면 아래쪽 방향인 경우를 "0"으로 할당하며,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회 전시키는 단계는 타원편광 전류, 타원편광 자기장, 원편광 전류 및 원편광 자기장 중 어느 하나를 인가하고,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계는, 상기 인가된 전류 또는 자기장이 우측으로 편광되었을 때 도출되는 터널링 자기저항의 크기가 좌측으로 편광되었을 때 도출되는 터널링 자기저항의 크기보다 작은 경우를 "1"로 판독하고, 큰 경우를 "0"으로 판독하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  42. 제38항에 있어서,
    상기 자기기록소자는 상기 자기자유층과 상기 자기고정층 사이에 전도막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계는,
    상기 자기고정층과 상기 자기자유층 사이에 전압을 인가하여, 상기 상대적 수평자화 방향 차이에 따른 전류의 크기 차이로부터 도출되는 거대 자기저항(giant magneto resistance : GMR)을 측정함으로써, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 자기고정층의 자기소용돌이 중심 주변에 상기 자기고정층의 상면과 평행하게 형성된 수평자화 방향은 상기 자기자유층의 자기소용돌이 중심 주변에 상기 자기자유층의 상면과 평행하게 형성된 수평자화 방향과 동일하고,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"을 할당하는 단계는, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상기 자기자유층의 상면 위쪽 방향인 경우를 "1"로, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상기 자기자유층의 상면 아래쪽 방향인 경우를 "0"으로 할당하며,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는 타원편광 전류, 타원편광 자기장, 원편광 전류 및 원편광 자기장 중 어느 하나를 인가하고,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계는, 상기 인가된 전류 또는 자기장이 우측으로 편광되었을 때 도출되는 거대 자기저항의 크기가 좌측으로 편광되었을 때 도출되는 거대 자기저항의 크기보다 작은 경우를 "1"로 판독하고, 큰 경우를 "0"으로 판독하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  45. 제34항에 있어서,
    상기 자기고정층에는 상기 자기고정층의 상면과 평행하게 자화상태가 배열된 단일 자구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 의해 발생되는 특성은,
    상기 자기자유층의 자기소용돌이 주변에 상기 자기자유층의 상면과 평행하게 형성된 수평자화와 상기 자기고정층의 상면과 평행하게 배열된 수평자화와의 사이에 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 의해 나타나는 상대적 수평자화 방향의 변화율의 차이인 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 자기기록소자는 상기 자기자유층과 상기 자기고정층 사이에 절연막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따란 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계는,
    상기 자기고정층과 상기 자기자유층 사이에 전압을 인가하여, 상기 상대적 수평자화 방향 차이에 따른 전류의 크기 변화율의 차이로부터 도출되는 터널링 자기저항의 변화율을 측정함으로써, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  49. 제47항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"을 할당하는 단계는, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상기 자기자유층의 상면 위쪽 방향인 경우를 "1"로, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상기 자기자유층의 상면 아래쪽 방향인 경우를 "0"으로 할당하고,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는 타원편광 전류, 타원편광 자기장, 원편광 전류 및 원편광 자기장 중 어느 하나를 인가하고,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계는, 상기 인가된 전류 또는 자기장이 우측으로 편광되었을 때 도출되는 터널링 자기저항의 변화율이 좌측으로 편광되었을 때 도출되는 터널링 자기저항의 변화율보다 큰 경우를 "1"로 판독하고, 작은 경우를 "0"으로 판독하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  50. 제46항에 있어서,
    상기 자기기록소자는 상기 자기자유층과 상기 자기고정층 사이에 전도막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따란 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계는,
    상기 자기고정층과 상기 자기자유층 사이에 전압을 인가하여, 상기 상대적 수평자화 방향 차이에 따른 전류의 크기 변화율의 차이로부터 도출되는 거대 자기저항의 변화율을 측정함으로써, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"을 할당하는 단계는, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상기 자기자유층의 상면 위쪽 방향인 경우를 "1"로, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상기 자기자유층의 상면 아래쪽 방향인 경우를 "0"으로 할당하고,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회 전시키는 단계는 타원편광 전류, 타원편광 자기장, 원편광 전류 및 원편광 자기장 중 어느 하나를 인가하고,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계는, 상기 인가된 전류 또는 자기장이 우측으로 편광되었을 때 도출되는 거대 자기저항의 변화율이 좌측으로 편광되었을 때 도출되는 거대 자기저항의 변화율보다 큰 경우를 "1"로 판독하고, 작은 경우를 "0"으로 판독하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  53. 제1항에 있어서,
    상기 자기기록소자는 상기 자기자유층 주변에 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전에 의해 발생되는 유도전압에 의해 생성되는 전류가 흐르는 판독도선을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 의해 발생되는 특성은,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 회전 반경의 차이에 의해 나타나는 상기 판독도선을 흐르는 전류의 변화율의 차이인 것을 특징으로 하는 자기기록소자의 정보판독방법.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 "0" 또는 "1"을 할당하는 단계는, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상기 자기자유층의 상면 위쪽 방향인 경우를 "1"로, 상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향이 상기 자기자유층의 상면 아래쪽 방향인 경우를 "0"으로 할당하고,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심을 상기 자기자유층 상에서 회전시키는 단계는 타원편광 전류, 타원편광 자기장, 원편광 전류 및 원편광 자기장 중 어느 하나를 인가하고,
    상기 자기자유층에 형성된 자기소용돌이 중심의 수직자화 방향에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계는, 상기 인가된 전류 또는 자기장이 우측으로 편광되었을 때 상기 판독도선을 흐르는 전류의 변화율이 좌측으로 편광되었을 때 상기 판독도선을 흐르는 전류의 변화율보다 큰 경우를 "1"로 판독하고, 작은 경우를 "0"으로 판독하는 자기기록소자의 정보판독방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108123027A (zh) * 2016-11-29 2018-06-05 三星电子株式会社 磁存储器件及写磁存储器件的方法
KR20190092127A (ko) * 2018-01-30 2019-08-07 고려대학교 산학협력단 교류전류를 이용한 스핀 궤도 토크 자기 메모리 소자

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101041427B1 (ko) 2010-01-21 2011-06-15 서울대학교산학협력단 주기적 유니폴라 펄스로 이루어진 회전 전류 또는 자기장을 이용한 자기기록소자의 정보기록방법 및 정보판독방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4076056B2 (ja) * 2001-05-21 2008-04-16 富士フイルム株式会社 磁気転写方法
CN101124631A (zh) * 2005-01-31 2008-02-13 皇家飞利浦电子股份有限公司 读和/或写信息的设备和方法以及控制步进电动机的方法
KR100819142B1 (ko) * 2005-09-29 2008-04-07 재단법인서울대학교산학협력재단 강한 스핀파 발생 방법 및 스핀파를 이용한 초고속 정보처리 스핀파 소자

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108123027A (zh) * 2016-11-29 2018-06-05 三星电子株式会社 磁存储器件及写磁存储器件的方法
CN108123027B (zh) * 2016-11-29 2023-11-07 三星电子株式会社 磁存储器件及写磁存储器件的方法
KR20190092127A (ko) * 2018-01-30 2019-08-07 고려대학교 산학협력단 교류전류를 이용한 스핀 궤도 토크 자기 메모리 소자
WO2019151696A1 (ko) * 2018-01-30 2019-08-08 고려대학교 산학협력단 교류전류를 이용한 스핀 궤도 토크 자기 메모리 소자
CN111527546A (zh) * 2018-01-30 2020-08-11 高丽大学校产学协力团 使用交流电流的自旋轨道力矩磁性存储装置
US11107513B2 (en) 2018-01-30 2021-08-31 Korea University Research And Business Foundation Spin-orbit torque magnetic memory device using alternating current

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